Cinética de decomposição de policarbonato reforçado com fibra de vidro e de carbono sob influência de radiação ultravioleta
O uso de fibras poliméricas como materiais de reforço que atuam como elemento estruturante em núcleos de cabo de transmissão de energia elétrica pode substituir outras matérias-primas e melhorar o desempenho em sua aplicação, como aumentar a resistência à tração, diminuir o coeficiente de expansão t...
| Main Author: | TEIXEIRA, Magno Felipe Holanda Barboza Inácio |
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| Other Authors: | SANTOS, Tiago Felipe de Abreu |
| Format: | masterThesis |
| Language: | por |
| Published: |
Universidade Federal de Pernambuco
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34609 |
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ir-123456789-346092019-10-26T07:33:09Z Cinética de decomposição de policarbonato reforçado com fibra de vidro e de carbono sob influência de radiação ultravioleta TEIXEIRA, Magno Felipe Holanda Barboza Inácio SANTOS, Tiago Felipe de Abreu HERMENEGILDO, Tahiana Francisca da Conceição http://lattes.cnpq.br/9038719096395773 http://lattes.cnpq.br/2200553486822519 http://lattes.cnpq.br/7397150052059395 Engenharia Mecânica Cinética de decomposição Policarbonato Fibra de carbono Fibra de vidro O uso de fibras poliméricas como materiais de reforço que atuam como elemento estruturante em núcleos de cabo de transmissão de energia elétrica pode substituir outras matérias-primas e melhorar o desempenho em sua aplicação, como aumentar a resistência à tração, diminuir o coeficiente de expansão térmica e reduzir o tamanho da flecha (catenária) formada pelos cabos entre as torres. Nesse estudo foram avaliadas as propriedades de módulo de armazenamento, módulo de perda e de amortecimento (tan δ), conjuntamente a exposição a radiação ultravioleta durante intervalos de 0, 6 e 12 horas, a fim de determinar os parâmetros viscoelásticos em função da temperatura e da frequência de carga na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos. Foi avaliado o deslocamento da Tg sob análise dinâmico-mecânica em frequências de 1, 5, 10 e 20 Hz, em três materiais estudados (policarbonato-PC, policarbonato reforçado com fibra de carbono-PCFC e policarbnato reforçado com fibra de vidro-PCFV), como também, foi observada a energia de ativação de relaxamento, pois a energia de ativação é uma metodologia utilizada para a previsão do comportamento da Tg ao longo tempo. O índice de degradação polimérica mostrou que as amostras de PC, PCFC e PCFV apresentaram baixa degradação radiolítica, de 18,00; 13,00 e 11,20%, respectivamente. Observou-se, também, que ambas as fibras, de carbono e de vidro, contribuíram sigificativamente para redução da degradação da matriz de policarbonato, sendo a fibra de vidro responsável pela maior proteção radiolítica, com redução de 37,78%, enquanto que a fibra de carbono forneceu redução de 27,78%. Observou-se a partir do planejamento fatorial 2², que os efeitos das fibras na matriz de policarbonato foram relevantes (significativos). Sendo a fibra de carbono responsável por um aumento, em média, de 30,38 MPa na resistência à tração na ruptura e, a fibra de vidro responsável por um aumento, em média, de 14,20 MPa na resistência à tração na ruptura. Em relação aos modelos estatísticos construídos, foi observado, que a resistência de tração na ruptura para a fibra de carbono pode apresentar um valor máximo de aproximadamente 120 MPa e, um valor máximo de aproximadamente 60 MPa para a fibra de vidro, a 95 % de confiânça, nos intervalos e níveis estudados. Todos esses resultados, confirmam, estatisticamente, os resultados anteriormente obtidos: que asfibrasde carbono e de vidroadicionam boas propriedades viscosimétricas e mecânicas a matriz de policarbonato, e que são promissoras na aplicação como elemento estrutural dos núcleos em cabos de linha de transmissão de energia elétrica. Portanto, a fibra de vidro foi responsável por maior proteção radiolítica e, a fibra de carbono por fornecer maior resistência mecânica e tempo de vida útil para aplicação, em campo, como núcleos de cabos de linhas de transmissão de energia elétrica. CAPES The use of polymeric fibers as a support material as a structural level element in five energy levels, such as increasing the tensile strength, reducing the impact of the thermal expansion and the size of the arrow (catenary) formed by the cables between the towers. The parameters of memory of the modulus, loss and damping modulus (tan δ), joint exposure to ultraviolet radiation during the intervals of 0, 6 and 12 hours were analyzed as parameters of visualization of the visual parameters in the function of temperature and loading frequency at the glass transition temperature (Tg) of the composites. It was analyzed the time of the dynamic-mechanical analysis in frequencies of 1, 5, 10 and 20 Hz, in three studied materials (polycarbonate-PC, carbon fiber reinforced polycarbonate-PCFC and polycarbonate reinforced with glass fiber-PCFV). As a relaxation activation energy was also observed, since the activation energy is used as a methodology for the evolution of Tg behavior over time. The polymer degradation index was that of PC, PCFC and PCFV samples. 13.00 and 11.20%, respectively. It was also observed that both carbon and glass fibers contributed significantly to the degradation of the polycarbonate matrix, being a glass fiber of greater radiolytic protection, with reduction of 37.78%, whereas from 27.78%. It was observed from the factorial 2² that the effects of the fibers in the polycarbonate matrix were relevant (significant). Since the carbon fiber is responsible for an average increase of 30.38 MPa in the tensile strength at rupture and the glass fiber responsible for an average increase of 14.20 MPa in tensile strength at rupture. Regarding the constructed statistical models, it was observed that the tensile strength at rupture for the carbon fiber may have a maximum value of approximately 120 MPa and a maximum value of approximately 60 MPa for the glass fiber, 95% of confidence intervals and levels studied. All these results confirm, statistically, the previously obtained results: that the carbon and glass fibers add good viscosimetric and mechanical properties to the polycarbonate matrix, and are promising in the application as a structural element of the cores in power transmission line cables. Therefore, the fiberglass was responsible for greater radiolytic protection and carbon fiber because it provides greater mechanical strength and service life in the field as cables cores of electric power transmission lines. 2019-10-14T22:28:22Z 2019-10-14T22:28:22Z 2019-02-22 masterThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34609 por embargoedAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica |
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REPOSITORIO UFPE |
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Engenharia Mecânica Cinética de decomposição Policarbonato Fibra de carbono Fibra de vidro |
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Engenharia Mecânica Cinética de decomposição Policarbonato Fibra de carbono Fibra de vidro TEIXEIRA, Magno Felipe Holanda Barboza Inácio Cinética de decomposição de policarbonato reforçado com fibra de vidro e de carbono sob influência de radiação ultravioleta |
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O uso de fibras poliméricas como materiais de reforço que atuam como elemento estruturante em núcleos de cabo de transmissão de energia elétrica pode substituir outras matérias-primas e melhorar o desempenho em sua aplicação, como aumentar a resistência à tração, diminuir o coeficiente de expansão térmica e reduzir o tamanho da flecha (catenária) formada pelos cabos entre as torres. Nesse estudo foram avaliadas as propriedades de módulo de armazenamento, módulo de perda e de amortecimento (tan δ), conjuntamente a exposição a radiação ultravioleta durante intervalos de 0, 6 e 12 horas, a fim de determinar os parâmetros viscoelásticos em função da temperatura e da frequência de carga na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos. Foi avaliado o deslocamento da Tg sob análise dinâmico-mecânica em frequências de 1, 5, 10 e 20 Hz, em três materiais estudados (policarbonato-PC, policarbonato reforçado com fibra de carbono-PCFC e policarbnato reforçado com fibra de vidro-PCFV), como também, foi observada a energia de ativação de relaxamento, pois a energia de ativação é uma metodologia utilizada para a previsão do comportamento da Tg ao longo tempo. O índice de degradação polimérica mostrou que as amostras de PC, PCFC e PCFV apresentaram baixa degradação radiolítica, de 18,00; 13,00 e 11,20%, respectivamente. Observou-se, também, que ambas as fibras, de carbono e de vidro, contribuíram sigificativamente para redução da degradação da matriz de policarbonato, sendo a fibra de vidro responsável pela maior proteção radiolítica, com redução de 37,78%, enquanto que a fibra de carbono forneceu redução de 27,78%. Observou-se a partir do planejamento fatorial 2², que os efeitos das fibras na matriz de policarbonato foram relevantes (significativos). Sendo a fibra de carbono responsável por um aumento, em média, de 30,38 MPa na resistência à tração na ruptura e, a fibra de vidro responsável por um aumento, em média, de 14,20 MPa na resistência à tração na ruptura. Em relação aos modelos estatísticos construídos, foi observado, que a resistência de tração na ruptura para a fibra de carbono pode apresentar um valor máximo de aproximadamente 120 MPa e, um valor máximo de aproximadamente 60 MPa para a fibra de vidro, a 95 % de confiânça, nos intervalos e níveis estudados. Todos esses resultados, confirmam, estatisticamente, os resultados anteriormente obtidos: que asfibrasde carbono e de vidroadicionam boas propriedades viscosimétricas e mecânicas a matriz de policarbonato, e que são promissoras na aplicação como elemento estrutural dos núcleos em cabos de linha de transmissão de energia elétrica. Portanto, a fibra de vidro foi responsável por maior proteção radiolítica e, a fibra de carbono por fornecer maior resistência mecânica e tempo de vida útil para aplicação, em campo, como núcleos de cabos de linhas de transmissão de energia elétrica. |
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